CN110095880A - 自参考干涉仪、对准系统以及光刻设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自参考干涉仪、对准系统以及光刻设备。该自参考干涉仪包括：具有相同起点和相同终点的第一光线传播路径和第二光线传播路径；沿第一光线传播路径方向依次设置有第一偏振分光棱镜和第一辅助棱镜；第一偏振分光棱镜的分光面与第一辅助棱镜的入光面平行设置；在第一光线传播路径的起点处设置有第二偏振分光棱镜和第二辅助棱镜；第二偏振分光棱镜的分光面与第二辅助棱镜的入光面平行设置；在第一光线传播路径的终点处设置有第三偏振分光棱镜；在第一光线传播路径和/或第二光线传播路径上设置有光程补偿单元。与现有的自参考干涉仪相比，本发明实施例提供的自参考干涉仪制作难度低，装调难度低。

Description

自参考干涉仪、对准系统以及光刻设备

技术领域

本发明涉及半导体器件制造技术，尤其涉及一种自参考干涉仪、对准系统以及光刻设备。

背景技术

在半导体集成电路制造过程中，一个完整的芯片通常需要经过多次光刻曝光才能制作完成。除了第一次光刻外，其余层次的光刻在曝光前都要将该层次的图形与以前层次曝光留下的图形进行精确定位，这样才能保证每一层图形之间有正确的相对位置，即套刻精度。通常情况下，套刻精度为光刻机分辨率指标的1/3～1/5，对于100纳米的光刻机而言，套刻精度指标要求小于35nm。套刻精度是投影光刻机的主要技术指标之一，而掩模与硅片之间的对准精度是影响套刻精度的关键因素。当特征尺寸CD要求更小时，对套刻精度的要求以及由此产生的对准精度的要求变得更加严格，如90nm的CD尺寸要求10nm或更小的对准精度。

掩模与硅片之间的对准可采用掩模(同轴)对准+硅片(离轴)对准的方式，即以工件台基准板标记为桥梁，建立掩模标记和硅片标记之间的位置关系，图1为将掩模与硅片进行对准的过程中对准系统的结构示意图。如图1所示。对准的基本过程为：首先通过同轴对准系统(即掩模对准系统)，实现掩模标记与工件台基准板标记之间的对准，然后利用离轴对准系统(硅片对准系统)，完成硅片对准标记与工件台基准板标记之间的对准(通过两次对准实现)，进而间接实现硅片对准标记与掩模对准标记之间对准，建立二者之间的位置坐标关系。

图2为现有的一种自参考对准系统的结构示意图。如图2所示。该对准系统通过像旋转装置，实现对准标记衍射波面的分裂，以及分裂后两波面相对180°的旋转重叠干涉，然后利用光强信号探测器，在光瞳面处探测干涉后的对准信号，通过信号分析器确定标记的对准位置。该对准系统要求对准标记是180°旋转对称。像旋转装置是该对准系统最核心的装置，用以标记像的分裂、旋转和叠加。在该自参考对准系统中，像旋转装置是通过自参考干涉仪实现的。图3为现有的另一种自参考对准系统的结构示意图。如图3所示，该自参考对准系统中，同样需要依赖自参考干涉仪实现对准。

自参考干涉仪是该对准系统中最核心的装置，从干涉仪出射的两束子光需要满足偏振方向垂直、波面相对旋转180度。此外，为了使得光刻设备具有较高的套刻精度，需要保证从干涉仪出射的两束子光的出射角几乎一致，以及光程差足够小。显然这会要求自参考干涉仪具有非常高的加工精度，致使自参考干涉仪制作难度大，装调难度大。

发明内容

本发明提供一种自参考干涉仪、对准系统以及光刻设备，以实现降低自参考干涉仪的制作难度及装调难度的目的。

第一方面，本发明提供了一种自参考干涉仪，该自参考干涉仪包括：具有相同起点和相同终点的第一光线传播路径和第二光线传播路径；

沿所述第一光线传播路径方向，依次设置有第一偏振分光棱镜和第一辅助棱镜；所述第一偏振分光棱镜的分光面与所述第一辅助棱镜的入光面平行设置；

在所述第一光线传播路径的起点处，设置有第二偏振分光棱镜和第二辅助棱镜；所述第二偏振分光棱镜的分光面与所述第二辅助棱镜的入光面平行设置；

在所述第一光线传播路径的终点处，设置有第三偏振分光棱镜；

入射到所述第二辅助棱镜的光束经过所述第二辅助棱镜，并在所述第二偏振分光棱镜的分光面处分为第一子光束和第二子光束，所述第一子光束沿所述第一光线传播路径传播，所述第二子光束沿所述第二光线传播路径传播，所述第一子光束和所述第二子光束在所述第三偏振分光棱镜处合并；

在所述第一光线传播路径和/或所述第二光线传播路径上设置有光程补偿单元，以补偿所述第一光线传播路径和所述第二光线传播路径的光程差。

进一步地，所述光程补偿单元补偿所述第一光线传播路径和所述第二光线传播路径的光程差使其小于或等于10μm。

进一步地，所述第一子光束在所述第二偏振分光棱镜的分光面透射后，经过所述第二偏振分光棱镜后入射到所述第一偏振分光棱镜，在所述第一偏振分光棱镜的分光面继续透射进入所述第一辅助棱镜，在所述第一辅助棱镜内发生多次反射使其偏振方向改变；偏振方向改变的所述第一子光束经过所述第一辅助棱镜出射到所述第一偏振分光棱镜的分光面，并在所述第一偏振分光棱镜的分光面处反射；其反射光再次经过所述第一辅助棱镜后到达所述第三偏振分光棱镜的分光面；

所述第二子光束在所述第二偏振分光棱镜的分光面反射后，进入所述第二辅助棱镜，并在所述第二辅助棱镜内发生多次反射使其偏振方向改变；偏振方向改变的所述第二子光束经过所述第二辅助棱镜出射到所述第二偏振分光棱镜的分光面，并在所述第二偏振分光棱镜的分光面透射，其透射光经过所述第二偏振分光棱镜后到达所述第三偏振分光棱镜的分光面；

所述第一子光束和所述第二子光束在所述第三偏振分光棱镜的分光面处合束后，并从所述第三偏振分光棱镜出射。

进一步地，所述第一偏振分光棱镜的分光面与所述第一辅助棱镜的入光面相贴合；和/或，

所述第二偏振分光棱镜的分光面与所述第二辅助棱镜的入光面相贴合。

进一步地，所述第一偏振分光棱镜的分光面与所述第一辅助棱镜的入光面通过光学胶粘结为一体；和/或，

所述第二偏振分光棱镜的分光面与所述第二辅助棱镜的入光面通过光学胶粘结为一体。

进一步地，所述光程补偿单元包括补偿板；

所述补偿板设置于所述第二光线传播路径中所述第三偏振分光棱镜和所述第二偏振分光棱镜之间。

进一步地，所述光程补偿单元还包括斜面互相配合的第一楔形镜和第二楔形镜；

所述第一楔形镜和所述第二楔形镜均设置于所述第二光线传播路径中所述第三偏振分光棱镜和所述第二偏振分光棱镜之间；或者，

所述第一楔形镜和所述第二楔形镜均设置于所述第一光线传播路径中所述第三偏振分光棱镜和所述第一辅助棱镜之间；或者，

所述第一楔形镜和所述第二楔形镜均设置于所述第一光线传播路径中所述第一偏振分光棱镜和所述第二偏振分光棱镜之间。

进一步地，还包括方向调整单元；

所述方向调整单元设置于所述第二光线传播路径上，以对所述第二子光束的传播方向进行调整，进而使得所述第一子光束在所述第三偏振分光棱镜的分光面处反射，所述第二子光束在所述第三偏振分光棱镜的分光面处透射，反射的所述第一子光束和透射的所述第二子光束合束后从所述第三偏振分光棱镜出射；或者，

所述方向调整单元设置于所述第一光线传播路径上，以对所述第一子光束的传播方向进行调整，进而使得所述第一子光束在所述第三偏振分光棱镜的分光面处反射，所述第二子光束在所述第三偏振分光棱镜的分光面处透射，反射的所述第一子光束和透射的所述第二子光束合束后从所述第三偏振分光棱镜出射。

进一步地，所述方向调整单元包括平面反射镜。

进一步地，还包括位置调整单元，所述位置调整单元包括位置调整光学平板；

所述位置调整光学平板设置于所述第二光线传播路径中所述第三偏振分光棱镜和所述第二偏振分光棱镜之间；或者，

所述位置调整光学平板设置于所述第一光线传播路径中所述第三偏振分光棱镜和所述第一辅助棱镜之间。

进一步地，所述位置调整光学平板包括第一方向光学平板和第二方向光学平板；

所述第一方向光学平板的入光面与第一方向呈第一夹角；

所述第二方向光学平板的入光面与第二方向呈第二夹角；

所述第一方向和所述第二方向互相垂直。

第二方面，本发明还提供了一种对准系统，该对准系统包括本申请实施例提供的任意一种自参考干涉仪。

第三方面，本发明还提供了一种光刻设备，该光刻设备包括本申请实施例提供的任意一种对准系统。

本发明通过在沿第一光线传播路径方向，依次设置有第一偏振分光棱镜和第一屋脊棱镜；并且在第一光线传播路径的起点处，设置有第二偏振分光棱镜和第二屋脊棱镜；在第一光线传播路径的终点处，设置有第三偏振分光棱镜，并增设光程补偿单元。光程补偿单元用于使得第一光线传播路径和第二光线传播路径的光程差趋于相等或相等。这样可以降低各个部分的加工精度，解决了现有的自参考干涉仪要求具有非常高的加工精度，致使自参考干涉仪制作难度大，装调难度同样大的问题，实现了降低自参考干涉仪制作难度以及装调难度的目的。

附图说明

图1为将掩模与硅片进行对准的过程中对准系统的结构示意图；

图2为现有的一种自参考对准系统的结构示意图；

图3为现有的另一种自参考对准系统的结构示意图；

图4为现有的一种自参考干涉仪的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种自参考干涉仪的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种自参考干涉仪的结构示意图；

图7为利用位置调整光学平板对光线的传播方向进行微调的原理图；

图8为出射光的偏移量与第一夹角的函数关系图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图4为现有的一种自参考干涉仪的结构示意图。参见图4，该自参考干涉仪为一个整体结构，光束垂直于干涉仪入光面11入射，在其分束面12处被分成振幅相等的第一子光束M1和第二子光束M2。此时第一子光束M1为透射光，同时也为P偏振光，而第二子光束M2为反射光，同时也为S偏振光。第一子光束M1在上棱镜13中多次反射后，偏振方向旋转90度、波面旋转90度，变为S偏振光。变为S偏振光的第一子光束M1回到分束面12处后反射。第二子光束M2在左棱镜14中多次反射后，偏振方向旋转-90度、波面旋转-90度，变为P偏振光。变为P偏振光的第二子光束M2回到分束面12处后透射。最终，第一子光束M1和第二子光束M2合为一束光从干涉仪出光面15出射。

为了使得包括该自参考干涉仪的对准系统具有较高的对准精度，需要确保从干涉仪出光面15出射的两束子光满足偏振方向垂直、波面相对旋转180度。同时，第一子光束M1和第二子光束M2出射角几乎一致，以及第一子光束M1和第二子光束M2的光程差足够小。显然这会要求自参考干涉仪具有非常高的加工精度，致使自参考干涉仪制作难度大，费用高，周期长。

此外，将该自参考干涉仪进行装调时，只有在入射光的入射位置、传播方向达到很高精度的条件下，才能够使得出射的两束子光束重合。由于其自身为整体结构，每一次微小的调整都会致使入射光的入射位置、光程差以及出射光角度等因素同时发生改变，这使得其装调困难、费时费力，并需较复杂的工装。

有鉴于此，本申请提供了一种自参考干涉仪。图5为本申请实施例提供的一种自参考干涉仪的结构示意图。参见图5，该自参考干涉仪包括具有相同起点和相同终点的第一光线传播路径S1和第二光线传播路径S2。沿第一光线传播路径S1方向，依次设置有第一偏振分光棱镜21和第一辅助棱镜22；第一偏振分光棱镜21的分光面2111与第一辅助棱镜22的入光面2221平行设置。在第一光线传播路径S1的起点处，设置有第二偏振分光棱镜23和第二辅助棱镜24；第二偏振分光棱镜23的分光面2312与第二辅助棱镜24的入光面2431平行设置。在第一光线传播路径S1的终点处，设置有第三偏振分光棱镜25。

入射到第二辅助棱镜24的光束N经过第二辅助棱镜24，并在第二偏振分光棱镜23的分光面2312处分为第一子光束N1和第二子光束N2，第一子光束N1沿第一光线传播路径S1传播，第二子光束N2沿第二光线传播路径S2传播，第一子光束N1和第二子光束N2在第三偏振分光棱镜25处合并。

在第一光线传播路径S1和/或第二光线传播路径S2上设置有光程补偿单元26，以补偿第一光线传播路径S1和第二光线传播路径S2的光程差。

上述技术方案中，通过在沿第一光线传播路径S1方向，依次设置有第一偏振分光棱镜21和第一辅助棱镜22；并且在第一光线传播路径S1的起点处，设置有第二偏振分光棱镜23和第二辅助棱镜24；在第一光线传播路径S1的终点处，设置有第三偏振分光棱镜25，并增设光程补偿单元26。实质上是，将现有的呈整体结构的自参考干涉仪拆分为多个部分，使得每个部分仅完成部分功能，而不是全部功能。例如，第一偏振分光棱镜21和第一辅助棱镜22构成一个部分，用于完成使得第一子光束N1偏振方向改变的功能；第二偏振分光棱镜23和第二辅助棱镜24构成一个部分，用于完成分束和使得第二子光束N2偏振方向改变的功能；第三偏振分光棱镜25构成一个部分，用于完成合束的功能。光程补偿单元26用于使得第一光线传播路径S1和第二光线传播路径S2的光程差足够小，比如10μm。这样由于每一个部分仅完成部分功能，在制作时只要考虑满足与该功能相关的少数几个参数的加工精度要求即可，可以降低各个部分的加工精度，解决了现有的自参考干涉仪要求具有非常高的加工精度，致使自参考干涉仪制作难度大的问题，实现了降低自参考干涉仪制作难度的目的。

进一步地，为了提高包括该自参考干涉仪的对准系统的对准精度，可选地，使得光程补偿单元26补偿第一光线传播路径S1和第二光线传播路径S2的光程差，使其小于或等于10μm。

继续参见图5，可选地，入射到第二辅助棱镜24的光束N经过第二辅助棱镜24，并在第二偏振分光棱镜23的分光面2312处分为第一子光束N1和第二子光束N2，此时第一子光束N1为透射光，同时也为P偏振光；而第二子光束N2为反射光，同时也为S偏振光。

第一子光束N1在第二偏振分光棱镜23的分光面2312透射后，经过第二偏振分光棱镜23后入射到第一偏振分光棱镜21，在第一偏振分光棱镜21的分光面2111继续透射进入第一辅助棱镜22，在第一辅助棱镜22内发生多次反射使其偏振方向改变(包括偏振方向旋转90度，波面旋转90度)，变为S偏振光；偏振方向改变的第一子光束N1经过第一辅助棱镜22出射到第一偏振分光棱镜21的分光面2111，并在第一偏振分光棱镜21的分光面2111处反射；其反射光再次经过第一辅助棱镜22后到达第三偏振分光棱镜25的分光面2513。

第二子光束N2在第二偏振分光棱镜23的分光面2312反射后，进入第二辅助棱镜24，并在第二辅助棱镜24内发生多次反射使其偏振方向改变(包括偏振方向旋转-90度、波面旋转-90度)，变为P偏振光；偏振方向改变的第二子光束N2经过第二辅助棱镜24出射到第二偏振分光棱镜23的分光面2312，并在第二偏振分光棱镜23的分光面2312透射，其透射光经过第二偏振分光棱镜23后到达第三偏振分光棱镜25的分光面2513。

第一子光束N1和第二子光束N2在第三偏振分光棱镜25的分光面2513处合束后，并从第三偏振分光棱镜15出射。

需要说明的是，在上述技术方案中，第一偏振分光棱镜21的分光面2111与第一辅助棱镜22的入光面2221平行设置，第二偏振分光棱镜23的分光面2312与第二辅助棱镜24的入光面2431平行设置的方案有多种，例如，第一偏振分光棱镜21的分光面2111与第一辅助棱镜22的入光面2221相隔一定距离，且第一偏振分光棱镜21的分光面2111与第一辅助棱镜22的入光面2221彼此平行。第二偏振分光棱镜23的分光面2312与第二辅助棱镜24的入光面2431相隔一定距离，且第二偏振分光棱镜23的分光面2312与第二辅助棱镜24的入光面2431彼此平行。

可选地，第一偏振分光棱镜21的分光面2111与第一辅助棱镜22的入光面2221相贴合，这样设置的好处是，可以有效避免在使用过程中，由于第一偏振分光棱镜21和第一辅助棱镜22的相对位置发生错位，使得不满足“第一偏振分光棱镜21的分光面2111与第一辅助棱镜22的入光面2221平行设置”这一条件，进而使得第一子光束N1和第二子光束N2不能合束，包括该自参考干涉仪的对准系统对准精度变差的不良现象出现。

类似地，可以设置第二偏振分光棱镜23的分光面2312与第二辅助棱镜24的入光面2431相贴合，这样设置的好处是，可以有效避免在使用过程中，由于第二偏振分光棱镜23和第二辅助棱镜24的相对位置发生错位，进而使得第一子光束N1和第二子光束N2不能合束，包括该自参考干涉仪的对准系统对准精度变差的不良现象出现。

需要说明的是，在实际设置时，可以仅设置第一偏振分光棱镜21的分光面2111与第一辅助棱镜22的入光面2221相贴合；也可以仅设置第二偏振分光棱镜23的分光面2312与第二辅助棱镜24的入光面2431相贴合；还可以设置第一偏振分光棱镜21的分光面2111与第一辅助棱镜22的入光面2221相贴合，同时第二偏振分光棱镜23的分光面2312与第二辅助棱镜24的入光面2431相贴合。

可选地，第一偏振分光棱镜21的分光面2111与第一辅助棱镜22的入光面2221通过光学胶粘结为一体；和/或，第二偏振分光棱镜23的分光面2312与第二辅助棱镜24的入光面2431通过光学胶粘结为一体。这样设置可以进一步确保包括该自参考干涉仪的对准系统具有较高的对准精度。

继续参见图5，可选地，该光程补偿单元26包括补偿板261；补偿板261设置于第二光线传播路径S2中第三偏振分光棱镜25和第二偏振分光棱镜23之间。补偿板261用来补偿第二光线传播路径S2相对第一光线传播路径S1的光程差。

示例性地，若第一辅助棱镜22的尺寸与第二辅助棱镜24的尺寸相同，第一偏振分光棱镜21的尺寸与第二偏振分光棱镜23的尺寸相同，且第一辅助棱镜22、第二辅助棱镜24、第一偏振分光棱镜21、第二偏振分光棱镜23以及补偿板26的材质相同，可以设置补偿板261的厚度d3＝d1+d2,其中d1为第一子光束N1在第一偏振分光棱镜21内的传输距离，d2为第一子光束N1在第二偏振分光棱镜23内的传输距离。这样可以使得第一子光束N1和第二子光束N2的光程相等。而且，两束子光束经过的等效空气厚度(将玻璃厚度折算成等效空气厚度)也相等。

需要说明的是，在实际制作过程中，由于制作工艺限制等原因，各光学器件在实际加工中可能存在误差。在上述技术方案中，补偿板261可以用来补偿第一光线传播路径S1和第二光线传播路径S2绝大部分的光程差，但是微量的光程差(如由第一偏振分光棱镜21和第二偏振分光棱镜23的尺寸公差以及相互之间尺寸差异性等造成的光程一致性差异)难以严格把控。

为此，可选地，继续参见图5，光程补偿单元26还包括斜面互相配合的第一楔形镜262和第二楔形镜263。可选地，如图5所示，第一楔形镜262和第二楔形镜263均设置于第二光线传播路径S2中第三偏振分光棱镜25和第二偏振分光棱镜23之间。或者，第一楔形镜262和第二楔形镜263均设置于第一光线传播路径S1中第三偏振分光棱镜25和第一辅助棱镜22之间。或者，第一楔形镜262和第二楔形镜263均设置于第一光线传播路径S1中第一偏振分光棱镜21和第二偏振分光棱镜23之间。可选地，第一楔形镜262和第二楔形镜263的楔角相等，且可相对滑动。当第一楔形镜262和第二楔形镜263相对滑动时，相当于第一楔形镜262和第二楔形镜263组成的平板厚度发生变化，故可用于调整光程。

继续参见图5，可选地，该自参考干涉仪还可以包括方向调整单元27；方向调整单元27设置于第二光线传播路径S2上，以对第二子光束N2的传播方向进行调整，进而使得第一子光束N1在第三偏振分光棱镜25的分光面2513处反射，第二子光束N2在第三偏振分光棱镜25的分光面2513处透射，反射的第一子光束N1和透射的第二子光束N2合束后从第三偏振分光棱镜25出射。具体地，第一子光束N1和第二子光束N2到达第三偏振分光棱镜25中第三分光面2513的同一位置处，且第一子光束N1和第二子光束N2出射角一致，进而在第三偏振分光棱镜25中第三分光面2513合束。

图6为本申请实施例提供的另一种自参考干涉仪的结构示意图。参见图6，可选地，方向调整单元27设置于第一光线传播路径S1上，以对第一子光束N1的传播方向进行调整，进而使得第一子光束N1在第三偏振分光棱镜25的分光面2513处反射，第二子光束N2在第三偏振分光棱镜25的分光面2513处2513透射，反射的第一子光束N1和透射的第二子光束N2合束后从第三偏振分光棱镜25出射。具体地，第一子光束N1和第二子光束N2到达第三偏振分光棱镜25中第三分光面2513的同一位置处，且第一子光束N1和第二子光束N2出射角一致，进而在第三偏振分光棱镜25中第三分光面2513合束。

可用作方向调整单元27的器件有多种，可选地，如图5或图6所示，方向调整单元27包括平面反射镜。

进一步地，考虑到光线在光学器件(如第一偏振分光棱镜21、第二偏振分光棱镜23、第三偏振分光棱镜25以及光程补偿单元26等)与空气的界面会发生折射，致使光线在光学器件与空气的界面处传播方向会发生小角度的改变，可选地，如图5或图6所示，该自参考干涉仪还包括位置调整单元28；位置调整单元28包括位置调整光学平板。位置调整单元28设置于第二光线传播路径S2中第三偏振分光棱镜25和第二偏振分光棱镜23之间。或者，位置调整单元28设置于第一光线传播路径S1中第三偏振分光棱镜25和第一辅助棱镜22之间。这样设置的好处是可以利用位置调整单元28对光线的传播方向进行微调，以使第一子光束N1和第二子光束N2到达第三偏振分光棱镜25中第三分光面2513的同一位置处，且第一子光束N1和第二子光束N2出射角一致，进而在第三偏振分光棱镜25的第三分光面2513合束。

可选地，如图5或图6所示，位置调整单元28包括第一方向光学平板281和第二方向光学平板282。第一方向光学平板281的入光面与第一方向呈第一夹角；第二方向光学平板282的入光面与第二方向呈第二夹角；第一方向和第二方向互相垂直。

示例性地，图5和图6中，第一方向为图5和图6中方向100，第二方向垂直指于纸面。

图7为利用位置调整光学平板对光线的传播方向进行微调的原理图。参见图7，若该位置调整光学平板为第一方向光学平板281，该第一方向光学平板281的入光面与第一方向100呈第一夹角γ。该第一方向光学平板281的折射率为n，厚度为d。从该第一方向光学平板281的入光面入射的光线为P1，从该第一方向光学平板281的出光面出射的光线为P2。与入射光P1相比，出射光P2的偏移量为H，则根据几何关系有，

由上述可知，对于确定的第一方向光学平板281，由于其折射率n和厚度d为定值，出射光P2的偏移量H仅取决于第一夹角γ。

图8为出射光的偏移量与第一夹角的函数关系图。其中，横坐标为第一夹角γ，单位为度(°)，纵坐标为出射光的偏移量H，单位为米(m)。参见图8，随第一夹角γ增大，出射光P2的偏移量H逐渐增大。因此可以通过调整第一方向光学平板281的入光面与第一方向100的第一夹角γ来调整出射光P2的偏移量H。

若该光学平板为第二方向光学平板282，其对光线的传播方向进行微调的原理与图7类似，此处不再赘述。

因此，通过设置位置调整单元28包括第一方向光学平板281和第二方向光学平板282，可以利用第一方向光学平板281对光线在第一方向上的偏移量进行调整，同时还可以利用第二方向光学平板282对光线在第二方向上的偏移量进行调整，进而使得第一子光束N1和第二子光束N2在第三偏振分光棱镜25中第三分光面2513合束。

可选地，如图5所述，设置补偿板261位于第二光线传播路径S2中平面反射镜和第二偏振分光棱镜23之间。

上述技术方案，将第一辅助棱镜22和第二辅助棱镜24分开一定距离，使第一子光束N1和第二子光束N2沿不同的光学路径传播，并在自参考干涉仪中加入光程补偿单元26以使第一子光束N1和第二子光束N2的光程差趋于或等于0，并加入方向调整单元27和位置调整单元28，以使第一子光束N1和第二子光束N2能够合在一起，以补偿第一辅助棱镜22和第二辅助棱镜24之间的加工误差，从而大大降低自参考干涉仪中各光学器件的加工精度指标。事实上，本申请中自参考干涉仪的各个光学器件的加工精度指标，完全可放宽至目前业界最普通加工精度范围内。与现有的自参考干涉仪相比，本申请提供的自参考干涉仪仅加工费用，即可节省80％以上，其性价比得以大幅提高。

下面结合图5，对本申请提供的自参考干涉仪在实际装调时的装调步骤进行说明。参见图5，其装调步骤如下：

首先，通过尺寸链保证第一光线传播路径S1的出射光的位置和方向达到一定精度；

其次，通过调整第二光线传播路径S2内的第一方向光学平板281和第二方向光学平板282、平面反射镜，使第二光线传播路径S2的出射光与第一光线传播路径S1的出射光在位置和方向均重合；

最后，通过调整第二光线传播路径S2内的第一楔形镜262和第二楔形镜263，使第二光线传播路径S2的出射光与第一光线传播路径S1的出射光光程相等。

与现有的自参考干涉仪相比，本申请提供的自参考干涉仪，当对某一因素(如光程差)进行调整时，不会对其他因素(如出射光角度或入射光的入射位置等)造成影响，这使得本申请提供的自参考干涉仪装调非常方便，工装设计也相对简单许多。

本申请实施例还提供了一种对准系统，该对准系统包括本申请实施例提供的任意一种自参考干涉仪。

上述技术方案提供的对准系统，通过在沿第一光线传播路径S1方向，依次设置有第一偏振分光棱镜21和第一辅助棱镜22；并且在第一光线传播路径S1的起点处，设置有第二偏振分光棱镜23和第二辅助棱镜24；在第一光线传播路径的终点处，设置有第三偏振分光棱镜25，并增设光程补偿单元26。实质上是，将现有的呈整体结构的自参考干涉仪拆分为多个部分，使得每个部分仅完成部分功能，而不是全部功能。例如，第一偏振分光棱镜21和第一辅助棱镜22构成一个部分，用于完成使得第一子光束偏振方向改变的功能；第二偏振分光棱镜23和第二辅助棱镜24构成一个部分，用于完成分束和使得第二子光束偏振方向改变的功能；第三偏振分光棱镜25构成一个部分，用于完成合束的功能。光程补偿单元26用于使得第一光线传播路径S1和第二光线传播路径S2的光程差足够小。这样可以降低各个部分的加工精度，解决了现有的自参考干涉仪要求具有非常高的加工精度，致使自参考干涉仪制作难度大，装调难度同样大的问题，实现了降低自参考干涉仪制作难度和装调难度的目的。

本申请实施例还提供了一种光刻设备，该光刻设备包括本申请实施例提供的对准系统。

上述技术方案提供的光刻设备，通过在沿第一光线传播路径S1方向，依次设置有第一偏振分光棱镜21和第一辅助棱镜22；并且在第一光线传播路径S1的起点处，设置有第二偏振分光棱镜23和第二辅助棱镜24；在第一光线传播路径的终点处，设置有第三偏振分光棱镜25，并增设光程补偿单元26。实质上是，将现有的呈整体结构的自参考干涉仪拆分为多个部分，使得每个部分仅完成部分功能，而不是全部功能。例如，第一偏振分光棱镜21和第一辅助棱镜22构成一个部分，用于完成使得第一子光束偏振方向改变的功能；第二偏振分光棱镜23和第二辅助棱镜24构成一个部分，用于完成分束和使得第二子光束偏振方向改变的功能；第三偏振分光棱镜25构成一个部分，用于完成合束的功能。光程补偿单元26用于使得第一光线传播路径S1和第二光线传播路径S2的光程差足够小。这样可以降低各个部分的加工精度，解决了现有的自参考干涉仪要求具有非常高的加工精度，致使自参考干涉仪制作难度大，装调难度同样大的问题，实现了降低自参考干涉仪制作难度和装调难度的目的。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (13)

1.一种自参考干涉仪，其特征在于，包括：具有相同起点和相同终点的第一光线传播路径和第二光线传播路径；

沿所述第一光线传播路径方向，依次设置有第一偏振分光棱镜和第一辅助棱镜；所述第一偏振分光棱镜的分光面与所述第一辅助棱镜的入光面平行设置；

在所述第一光线传播路径的起点处，设置有第二偏振分光棱镜和第二辅助棱镜；所述第二偏振分光棱镜的分光面与所述第二辅助棱镜的入光面平行设置；

在所述第一光线传播路径的终点处，设置有第三偏振分光棱镜；

入射到所述第二辅助棱镜的光束经过所述第二辅助棱镜，并在所述第二偏振分光棱镜的分光面处分为第一子光束和第二子光束，所述第一子光束沿所述第一光线传播路径传播，所述第二子光束沿所述第二光线传播路径传播，所述第一子光束和所述第二子光束在所述第三偏振分光棱镜处合并；

在所述第一光线传播路径和/或所述第二光线传播路径上设置有光程补偿单元，以补偿所述第一光线传播路径和所述第二光线传播路径的光程差。

2.根据权利要求1所述的自参考干涉仪，其特征在于，所述光程补偿单元补偿所述第一光线传播路径和所述第二光线传播路径的光程差使其小于或等于10μm。

3.根据权利要求1所述的自参考干涉仪，其特征在于，

所述第一子光束在所述第二偏振分光棱镜的分光面透射后，经过所述第二偏振分光棱镜后入射到所述第一偏振分光棱镜，在所述第一偏振分光棱镜的分光面继续透射进入所述第一辅助棱镜，在所述第一辅助棱镜内发生多次反射使其偏振方向改变；偏振方向改变的所述第一子光束经过所述第一辅助棱镜出射到所述第一偏振分光棱镜的分光面，并在所述第一偏振分光棱镜的分光面处反射；其反射光再次经过所述第一辅助棱镜后到达所述第三偏振分光棱镜的分光面；

所述第二子光束在所述第二偏振分光棱镜的分光面反射后，进入所述第二辅助棱镜，并在所述第二辅助棱镜内发生多次反射使其偏振方向改变；偏振方向改变的所述第二子光束经过所述第二辅助棱镜出射到所述第二偏振分光棱镜的分光面，并在所述第二偏振分光棱镜的分光面透射，其透射光经过所述第二偏振分光棱镜后到达所述第三偏振分光棱镜的分光面；

所述第一子光束和所述第二子光束在所述第三偏振分光棱镜的分光面处合束后，并从所述第三偏振分光棱镜出射。

4.根据权利要求1所述的自参考干涉仪，其特征在于，

所述第一偏振分光棱镜的分光面与所述第一辅助棱镜的入光面相贴合；和/或，

所述第二偏振分光棱镜的分光面与所述第二辅助棱镜的入光面相贴合。

5.根据权利要求4所述的自参考干涉仪，其特征在于，

所述第一偏振分光棱镜的分光面与所述第一辅助棱镜的入光面通过光学胶粘结为一体；和/或，

所述第二偏振分光棱镜的分光面与所述第二辅助棱镜的入光面通过光学胶粘结为一体。

6.根据权利要求1所述的自参考干涉仪，其特征在于，

所述光程补偿单元包括补偿板；

所述补偿板设置于所述第二光线传播路径中所述第三偏振分光棱镜和所述第二偏振分光棱镜之间。

7.根据权利要求6所述的自参考干涉仪，其特征在于，

所述光程补偿单元还包括斜面互相配合的第一楔形镜和第二楔形镜；

所述第一楔形镜和所述第二楔形镜均设置于所述第二光线传播路径中所述第三偏振分光棱镜和所述第二偏振分光棱镜之间；或者，

所述第一楔形镜和所述第二楔形镜均设置于所述第一光线传播路径中所述第三偏振分光棱镜和所述第一辅助棱镜之间；或者，

所述第一楔形镜和所述第二楔形镜均设置于所述第一光线传播路径中所述第一偏振分光棱镜和所述第二偏振分光棱镜之间。

8.根据权利要求3所述的自参考干涉仪，其特征在于，还包括方向调整单元；

所述方向调整单元设置于所述第二光线传播路径上，以对所述第二子光束的传播方向进行调整，进而使得所述第一子光束在所述第三偏振分光棱镜的分光面处反射，所述第二子光束在所述第三偏振分光棱镜的分光面处透射，反射的所述第一子光束和透射的所述第二子光束合束后从所述第三偏振分光棱镜出射；或者，

所述方向调整单元设置于所述第一光线传播路径上，以对所述第一子光束的传播方向进行调整，进而使得所述第一子光束在所述第三偏振分光棱镜的分光面处反射，所述第二子光束在所述第三偏振分光棱镜的分光面处透射，反射的所述第一子光束和透射的所述第二子光束合束后从所述第三偏振分光棱镜出射。

9.根据权利要求8所述的自参考干涉仪，其特征在于，所述方向调整单元包括平面反射镜。

10.根据权利要求3所述的自参考干涉仪，其特征在于，还包括位置调整单元，所述位置调整单元包括位置调整光学平板；

所述位置调整光学平板设置于所述第二光线传播路径中所述第三偏振分光棱镜和所述第二偏振分光棱镜之间；或者，

所述位置调整光学平板设置于所述第一光线传播路径中所述第三偏振分光棱镜和所述第一辅助棱镜之间。

11.根据权利要求10所述的自参考干涉仪，其特征在于，所述位置调整光学平板包括第一方向光学平板和第二方向光学平板；

所述第一方向光学平板的入光面与第一方向呈第一夹角；

所述第二方向光学平板的入光面与第二方向呈第二夹角；

所述第一方向和所述第二方向互相垂直。

12.一种对准系统，其特征在于，包括权利要求1-11中任一项所述的自参考干涉仪。

13.一种光刻设备，其特征在于，包括权利要求12中所述的对准系统。